基于压缩感知的微地震信号重构与去噪

发布时间：2020-10-15 01:25

　　 我国的非常规油气资源储量十分可观,但由于缺少成熟的勘探与开发手段,所以如何对其进行有效地开发和利用已经成为油气勘探领域中重要的研究课题。微地震监测技术可以精确地探测、定位地下致密气、页岩气等非常规油气资源,因此具有广阔的应用前景,但是由于采集条件的限制,微地震监测过程中采集到的数据往往是不规则、不完整的,并且信噪比较低,对微地震信号的处理与解释造成严重的影响。因此在实际工作中需要用特别的方法对欠采样的微地震信号进行恢复重构与去噪,得到完整的信号。本文基于这一问题,将近几年在信号处理领域中新兴的压缩感知理论应用到微地震信号的重构中,并对重构效果进行研究分析。压缩感知理论突破了Nyquist采样定理对原始信号采样率的限制,选取特定的测量矩阵和重构算法,只需较低的采样率就可以实现对原始信号高精度的重构。本文采用具有局部性和各向异性的曲波(Curvelet)变换作为压缩感知方法中的稀疏变换,分析证明了它对微地震信号具有很好的稀疏效果。基于Curvelet变换的阈值去噪方法在微地震中应用较少,本文将其引入微地震监测中并取得了理想的去噪效果。凸集投影(Projection onto Convex Sets,POCS)迭代算法是压缩感知重构地震信号中常用的方法,目前POCS算法采用的阈值模型多数为指数阈值模型,本文将图像信号处理中常常使用的数据驱动模型进行改进并应用到微地震信号中。相较于指数阈值模型来说,改进后的数据驱动模型具有更快的收敛速度,能用较少的时间得到理想的重构效果,通过实验证明了该改进阈值模型的可行性以及在实际微地震资料处理中的应用价值。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.13;P631.4
【部分图文】：

第 1 章 绪 论在障碍物、禁采区以及一些废炮、废道的剔除，都是地震信号不规则、不完因[3]。如图 1.1 所示，工区里分布着河流、房屋、公路等障碍物，导致施工能规则地放置检波器，使得地震信号出现缺失，影响反演成像的结果和准确于地下石油和天然气的探明和定位都有严重的影响。解决上述问题最为常法就是通过特殊的重构算法，将采集到的不规则、不完整的地震信号进行插，重构得到完整的地震信号以达到提高地震资料质量的目的。同时由于如今范围面积越来越大，采集到的地震信号的数据量也随之变多，考虑到庞大的无论是在远距离传输还是之后的处理解释中都不方便，地震信号的压缩也现在一个重要的研究课题[4]。

第 1 章 绪 论微地震监测工作中为了获取微震事件方位信息，通常采用三分量行记录。单井监测中通过记录微地震事件的 P 波和 S 波信号，测量出 P 波和来确定微震事件与检波器间的距离，由检波器同相轴 P 波的相对震事件的深度，由 P 波信号的水平分量可以确定微震事件的水平的优点是噪声小，可探测的有效信号较多，能够观测到最小为-3.5 演结果更加精确；缺点是打监测井以及购买仪器的成本很高，并且井一定范围内（一般 600m 左右）的事件进行准确定位[14]。

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文在地表布设数十个宽频带地震仪进行微地震监测是最近兴起的一种监测方式。宽频带地震仪采用三分量检波器对微地震事件进行记录，因其具有高灵敏度和宽频带范围的特点，在天然地震学中广泛应用。通过在水平井压裂区域上方地表安装环绕压裂井口的宽频带地震仪，通过时空分布规律和震源机制来监测微地震事件，如图 1.3.b 所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 喻志超;谭玉阳;翟尚;冯方方;何川;侯贵廷;;基于波形相似特征的微地震事件初至拾取及全局校正[J];地球物理学报;2019年12期

2 钱鹏;;微地震裂缝监测技术原理在龙12区块的应用[J];石化技术;2017年10期

3 刘建中,王春耘,刘继民,赵玉武,刘志鹏;用微地震法监测油田生产动态[J];石油勘探与开发;2004年02期

4 John Dangerfield ,陈持正;微地震——为了什么?[J];石油物探译丛;1999年05期

5 T. Wallroth ,朱成宏;用注水激发的微地震描述裂隙储层[J];石油物探译丛;1996年06期

6 赵金亭;;矿山控制的仪器设备[J];矿山测量;1987年03期

7 郭东润;G.H.F.Gardner;;用模糊数学方法进行微地震相自动化解释[J];石油地球物理勘探;1988年02期

8 张晟瑞;任朝发;李星缘;王维红;王贵友;;地面微地震资料噪声压制方法[J];地球物理学进展;2018年06期

9 刘腾蛟;高阳;储仿东;何吉祥;刘荣君;张世强;;最小二乘曲线拟合的微地震初至优化拾取方法及应用[J];石油地球物理勘探;2018年S2期

10 崔庆辉;尹成;刁瑞;尚新民;芮拥军;;地面微地震监测数据处理难点及对策[J];油气藏评价与开发;2017年01期

相关博士学位论文 前10条

1 左乾坤;致密储层裂缝拓展过程的微地震监测方法研究[D];中国石油大学(北京);2018年

2 陈余宽;页岩气开发诱发微地震定位和速度成像方法及应用[D];中国科学技术大学;2019年

3 林叶;微地震散射波结构成像[D];中国科学技术大学;2018年

4 朱亚东洋;适于井地联合监测的井下微地震信号采集关键技术研究[D];吉林大学;2018年

5 逄焕东;岩体微地震的模式、定位及其失稳预报研究[D];山东科技大学;2004年

6 张唤兰;微地震数值模拟及震源定位方法研究[D];西安科技大学;2014年

7 江海宇;油田压裂微地震地面监测速度模型校正及定位研究[D];吉林大学;2016年

8 尹陈;微地震震源破裂特征研究及应用[D];成都理工大学;2017年

9 况文欢;结合地震学和地质力学对微地震数据的研究[D];中国科学技术大学;2015年

10 张雄;微地震位置和震源机制的快速波形反演及搜索引擎算法的研究[D];中国科学技术大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 孟会杰;基于相空间重构理论的微地震信号识别[D];中国石油大学(北京);2018年

2 王紫良;基于压缩感知的微地震信号重构与去噪[D];中国石油大学(北京);2018年

3 张宇;微地震震源机制反演[D];中国石油大学(华东);2017年

4 吴海洋;基于微地震数据和生产动态数据的致密油藏压裂裂缝参数预测[D];中国石油大学(华东);2017年

5 钟星宇;基于并行方法的微地震速度模型校正研究[D];长江大学;2019年

6 徐超然;基于Shearlet稀疏分解与压缩感知的井中微地震噪声压制方法研究[D];吉林大学;2019年

7 顾轩;基于复Shearlet变换的微地震勘探随机噪声压制方法研究[D];吉林大学;2019年

8 李元;基于多尺度变换的井中微地震噪声压制方法的研究[D];吉林大学;2019年

9 范诗雨;基于Shear let熵与SVM的地震信号去噪研究[D];吉林大学;2019年

10 程一鸣;台站外微地震事件定位方法研究[D];西南科技大学;2019年

本文编号：2841482